경제·인문사회연구회녹색성장종합연구총서11-02-29기본연구보고서11-13

최도영이상열

친환경·고효율자동차보급정책평가

기본연구보고서 범신 면지 2012.2.15 11:41 AM 페이지4 매일3 MAC2PDF_IN 600DPI 125LPI T

녹색성장종합연구

총서 일련번호

연구기관고유

일련번호연 구 보 고 서 명 연구기관

11-02-17 11-01녹색성장 에너지산업의 고용창출 및 전문인력 양성 방안 연구

에너지경제연구원

11-02-18 11-02배출권 할당이 거래가격에 미치는 영향 분석: EU-ETS를 중심으로

11-02-19 11-03 배출규제가 탄소누출에 미치는 영향 분석 및 전망

11-02-20 11-04온실가스 감축행동의 국내적 측정·보고·검증(MRV) 체계 연구

11-02-21 11-05신재생에너지의무할당제와 온실가스감축규제 정책믹스방안 연구

11-02-22 11-06 스마트그리드 시범사업 성과 평가기준 설정 연구

11-02-23 11-07 신재생에너지 지역별 지원정책 개선방안 연구

11-02-24 11-08신재생에너지 활용 집단에너지사업 활성화 방안 연구

11-02-25 11-09차세대 에너지공급시스템 기반 구축 연구: 수소인프라 투자행태의 예측 - 에이전트 기반 모델링

11-02-26 11-10차세대 에너지공급시스템 기반 구축 연구: 미래 수소경제 경쟁력 확보를 위한 수소 공급가격 및 공급방안 연구

11-02-27 11-11차세대 에너지공급시스템 기반 구축 연구: 가정용 연료전지의 에너지 효율성 및 경제성 분석 연구

11-02-28 11-12 에너지이용효율을 촉진하는 에너지요금의 설계

11-02-29 11-13 친환경·고효율자동차 보급정책 평가

11-02-30 11-17원자력발전의 신규 원전건설 투자재원 확보방안 연구

2011년 경제·인문사회연구회 녹색성장 종합연구 총서

친환경·고효율자동차 보급정책 평가

1. 녹색성장 종합연구 총서 시리즈

녹색성장종합연구

총서 일련번호

연구기관고유

일련번호연 구 보 고 서 명 연구기관

11-02-31 11-18 한국의 에너지빈곤 규모 추정에 관한 연구

에너지경제연구원

11-02-32 11-23에너지부문의 기후변화 대응과 연계한 녹색성장 전략 연구: 녹색성장 정책수단의 성장동인화 방안 연구

11-02-33 11-24에너지부문의 기후변화 대응과 연계한 녹색성장 전략 연구: 녹색에너지산업의 국제경쟁력 강화 방안

11-02-34 11-25에너지기술 수출산업화 전략 연구: 그린에너지산업 육성전략 연구

11-02-35 11-26에너지기술 수출산업화 전략 연구: 전력기술 부문의 동남아 지역 진출 전략 사례연구

11-02-36 11-27저소비·고효율 경제사회 구축을 위한 국가 에너지효율화 추진전략 연구: 제조업 업종별 에너지효율 평가 및 에너지 절감잠재량 추정Ⅱ

11-02-37 11-35시장친화형 에너지가격체계 구축 종합 연구: 탄소세·배출권거래제 도입의 에너지가격 파급효과

2. 참여연구진

연구기관 연구책임자 참여연구진

주 관연구기관

에너지경제연구원

최도영 연구위원이상열 전문연구원이보혜 위촉연구원

협 력연구기관

성신여자대학교

원두환 교수

(주)메트릭스코퍼레이션

에너지관리공단 수송에너지팀

요약 i

1. 연구의 필요성 및 목적

자동차의 배출가스에 대한 국제적인 환경규제 강화, 석유 자원의 고

갈 가능성 증대, 고유가 지속 등으로 세계 자동차시장의 패러다임은

친환경․고효율 자동차로 급속하게 이행하고 있다. 세계적으로 수송

부문의 온실가스 배출량은 전체의 25% 수준에 이르고 있어, 각 국은

규제 강화 등을 통해 자동차부문의 온실가스 배출 감축을 적극적으로

추진하고 있다. 한편, 유가 상승으로 인한 연료비 부담 증가로 고효율

자동차에 대한 소비자들의 관심과 선호는 지속적으로 높아지는 추세

이다.

각 국의 대표적인 자동차부문 규제 정책은 자동차 제작업체의 평균

에너지소비효율(이하 평균연비)과 평균 온실가스 배출을 제한하는 것

이다. EU는 신규 등록 승용차를 대상으로 하는 평균 CO2 배출 기준

을 2015년 130g/㎞으로 강화하였다. 미국도 2010년 5월에 신규 등록

승용차의 2016년 평균연비 기준을 16.1㎞/ℓ, 평균 CO2 배출 기준은

140g/㎞으로 개선한 바 있다. 우리나라도 이러한 국제적인 흐름에 맞

춰 신규 판매 승용차의 2015년 평균연비 기준을 17.0㎞/ℓ, 평균 CO2

배출 기준은 140g/㎞으로 강화하는 정책을 2011년 6월에 확정․고시

하였다.

이러한 대․내외 환경 변화는 전기 자동차 등 ‘그린카’ 개발을 세계

자동차산업의 화두가 되게 하였다. 주요 선진국들은 녹색성장 달성을

위한 새로운 성장 동력으로 그린카를 선택하고, 자국 현실에 맞는 그

ii

린카 주력차종 발굴과 기술개발, 보조금 및 세제 지원 등을 적극적으

로 시행하고 있다. 우리나라도 그린카 개발이라는 국제적인 메가트렌

드 속에서 2010년 말 범정부 차원의 그린카 발전 로드맵인 ‘세계 4강

도약을 위한 그린카산업 발전전략 및 과제’를 발표하였다. 이 로드맵

은 2015년까지 그린카 120만대 생산을 통한 ‘글로벌 그린카 기술 4대

강국 달성’이라는 비전과 함께 2011~2015년 기간 동안 총 3조 1,000

억 원 규모의 투자 계획을 담고 있다.

이러한 야심찬 정책 목표를 달성하기 위해서는 기술개발 투자뿐만

아니라 초기 시장 창출을 위한 현실성 있고 효과적인 보급 정책이 뒷

받침되어야 한다. 정부는 2009년부터 하이브리드차 구매에 대해 최대

310만 원의 세제 지원을 실시하고 있으며, 전기 자동차를 구입하는

공공기관에 대해서는 최대 2,000만 원의 보조금을 지급하고 있다. 또

한 2012년부터는 전기차를 구매하는 민간 소비자에게도 최대 420만

원의 세제 혜택을 부여할 계획이다. 그러나 ‘그린카 시장’ 창출을 위

해서는 시장의 수용성 측면에서 관련 정책을 평가하고, 그 결과를 환

류함으로써 정책의 개선을 도모할 필요가 있다.

본 연구는 친환경․고효율 자동차의 초기 시장 조성을 위한 주요

정책수단을 평가하는데 목적이 있다. 평가할 주요 정책 수단은 차량

구입 시의 세제 지원, 연비 개선, 충전 인프라 확충 등이다. 우선적으

로 현 세제 지원 규모의 적정성을 평가하고, 정책 효과 측면에서 주요

정책수단들의 우선순위를 식별한다. 또한 분석 결과를 바탕으로 정책

효과를 극대화할 수 있는 정책 방향 및 대안을 제시한다.

요약 iii

2. 주요 내용

본 연구는 구조화된 설문 조사표를 이용하는 컨조인트법(Conjoint

Method)과 소비자의 간접효용함수(Indirect Utility Function) 추정을

위한 확률효용모형(Random Utility Model)을 사용하여 소비자들이 친

환경․고효율 자동차에 부여하는 화폐 가치를 추정하였다. 컨조인트

기법 적용을 위한 설문 조사는 수도권에 거주하는 자동차 운전면허증

소지자를 모집단으로 하였으며, 1,000명의 표본을 지역별, 성별, 연령

별로 비례 할당하여 추출하였다. 소비자 선호 조사는 설문 프로그램

개발을 통한 온라인 조사를 기반으로 하되, 약간의 대면 면접조사를

병행하였다.

설문의 응답 결과와 계층로짓모형(Nested Logit Model) 등의 확률

효용모형을 이용하여 소비자의 간접효용함수를 추정하고, 자동차의

주요 속성(연비, 차량가격 등)에 대한 소비자들의 추가 지불의사액

(WTP; Willingness to Pay)을 유도하였다. 분석 결과, 자동차 연료에

대한 추가 지불의사액은 경유가 374만 원, 플러그인 하이브리드는

533만 원, 전기는 507만 원으로 나타났다. 즉, 응답자들은 휘발유에

비해서 경유, 플러그인 하이브리드(전기+휘발유) 및 전기를 동력원으

로 사용하는 자동차를 선호하였다.

소비자들은 역시 연비가 높은 자동차를 선호하였는데, 자동차의 연

비가 1㎞/ℓ 높아지면 소비자들은 차량가격으로 78만 원을 더 지불할

의사가 있었다. 반면, 자동차 속성 중에서 연료 주유(충전) 시간이 길

어질수록, 탄소 배출량이 늘어날수록, 연간 자동차세가 높아질수록 자

동차에 대한 선호가 낮아졌다. 연료 주유(충전)시간이 1분 늘어나는

데 대한 지불의사액은 -16만 원으로 추정되었는데, 이는 연료 주입(충

iv

전)시간이 늘어날 경우 소비자들은 차량 가격이 낮아져야만 동일한

효용수준을 유지할 수 있다는 것을 의미한다. 자동차의 탄소 배출량이

추가적으로 1g/㎞ 증가하면, 차량 가격은 2만8천 원 정도 낮아져야 한

다. 소비자들은 지구온난화 가스인 이산화탄소 배출을 실제적인 비용

으로 인식하고 있었다. 또한 연간 자동차세가 1만 원 높아지게 되면

차량 가격은 26만 원 낮아져야 소비자들이 동일한 효용수준을 유지할

수 있는 것으로 나타났다.

자동차 속성별 지불의사액 추정 결과를 이용하여 기준 모델 대비

친환경․고효율 자동차의 대표 모델에 대한 소비자의 화폐적 가치를

추정할 수 있다. 기준 모델인 ‘소나타2.0’ 대비 ‘소나타 Hybrid’의 화

폐적 가치는 533만 원으로 추정되었다. 이는 소비자들이 ‘소나타 Hybrid’

차량 구입을 위해 기준 차량보다 533만 원을 더 지불할 의사가 있다

는 것을 의미한다. 배터리 충전이 30분 만에 가능할 경우, 플러그인

하이브리드차인 ‘쉐보레 볼트’의 기준 차량 대비 상대적인 가치는

2,707만 원, 전기차인 ‘닛산 리프’의 경우는 3,468만 원으로 추정된다.

충전시간이 30분 늘어난 1시간이 되면 그 가치는 ‘쉐보레 볼트’가

2,235만 원, ‘닛산 리프’는 2,996만 원이 되어 500만 원 가량의 가치

하락이 나타난다. 반대로 ‘배터리 station’을 통해 배터리 교환이 5분

만에 가능하게 된다면, ‘쉐보레 볼트’와 ‘닛산 리프’의 가치는 각각

3,101만 원, 3,862만 원으로 계산되어 급속 충전(30분) 시보다 약 400

만 원의 가치 상승이 발생한다. 클린디젤 자동차인 ‘폭스바겐 골프’의

상대적인 가치는 709만 원으로 추정되었다.

친환경․고효율 자동차 모델별로 소비자들의 지불가능 가격과 실제

차량가격 간의 비교를 통하여 세제 지원 정책의 적정성을 평가하였다.

요약 v

하이브리드차의 경우 지불가능 가격과 실제 차량가격의 차이는 -37만

원으로 제로에 가까운 것으로 나타나 하이브리드차의 시장 보급을 위

한 세제지원 금액은 적절한 수준인 것으로 판단된다. 이는 지난 5월

출시된 ‘소나타 Hybrid’와 기아자동차의 ‘K5 Hybrid’가 올 10월까지

각각 5,479대, 3,986대 판매된 것으로도 확인된다.

‘닛산 리프’의 경우, 최대 세제지원액(420만 원)을 포함한 소비자의

지불가능 가격이 6,056만 원으로, 예상 차량가격(6,000만 원)과 비슷

한 수준이다. 즉, 소비자의 추가 지불의사액을 감안하면 ‘리프’ 수준의

스펙을 갖춘 전기차를 보급하는 데 있어서 정부의 세제지원이 낮은

수준은 아님을 알 수 있다. 단, 이는 완속 충전 인프라가 완비되었을

경우를 전제로 한 결과이다. 플러그인 하이브리드차인 ‘볼트’의 시장

판매가격이 6,000만 원으로 정해질 경우에는 지불가능 가격과 예상차

량 가격 간의 차이가 –800만 원에 달해 차량 보급을 위한 추가적인

지원이 필요할 것으로 보이며, 시장 판매가격이 5,000만 원에 근접할

경우에는 시장 수용성이 있는 것으로 나타났다. ‘볼트’에 대한 시장

수용성 평가도 전기차인 ‘리프’와 마찬가지로 완속 충전 인프라 문제

가 선결되었을 경우에 유효하다. 폭스바겐 ‘골프2.0TDI’는 소비자의

지불가능 가격이 3,350만 원 수준으로, 시장 가격과 -350만 원의 차이

를 보인다. 따라서 클린디젤차에 대해 단기적으로 하이브리드차 수준

(310만 원)의 세제 지원을 고려해 볼 수 있을 것으로 판단된다.

친환경․고효율 자동차 보급을 위한 주요 정책수단의 우선순위를

평가해 본 결과, ‘연비 향상’과 ‘충전시간 단축’의 순으로 정책 효과가

큰 것으로 나타났다.

vi

3. 정책 제언

우리나라의 하이브리드 및 전기차 보급을 위한 세제 지원 정책의

수준은 대체로 적절한 것으로 판단되나, 플러그인 하이브리드차에 대

해서는 하이브리드차가 아닌 전기차 수준으로 지원을 강화할 필요가

있다. 또한 클린디젤차에 대한 시장수용성 평가 결과, 350만 원 정도

의 차량가격 보상이 필요한 것으로 나타나 클린디젤차에 대해서도 하

이브리드차 수준의 세제혜택을 부여하는 방안을 고려할 필요가 있다.

클린디젤 차량은 동일 배기량 기준으로 휘발유차보다 연비가 30% 가

량 높아 에너지절약 및 온실가스 감축 효과가 크며, 엄격한 배기가스

기준을 만족하기 때문에 기존 휘발유차 대비 국가적으로 편익을 발생

시키는 대안이다.

주요 정책수단에 대한 평가 결과, 연비 향상이 친환경․고효율 자동

차 보급에 미치는 효과가 큰 것으로 나타났다. 연비는 소비자들이 승

용차 구입 시 가장 중요하게 생각하는 차량 속성이며, 연비 개선은 친

환경․고효율 자동차의 시장 수용성을 높이는 가장 효과적인 정책수

단이다. 따라서 정책적으로 연비 향상에 높은 우선순위를 두어야 한

다. 97%의 에너지를 해외에 의존하는 우리나라의 에너지수급 구조 측

면에서 연비의 중요성은 매우 크다고 할 수 있다.

우선 2012년부터 적용 예정인 ‘기업평균연비제도’를 지속적으로 보

완․개선함으로써 자동차 제작업체로 하여금 보다 에너지효율적인 자

동차를 개발할 수 있도록 유도하는 것이 중요하다. 자동차 제작․판매

업체를 대상으로 하는 연비기준 강화와 함께, 소비자들이 연비가 뛰어

난 자동차에 더 많은 매력을 느낄 수 있도록 연비 우수 차량의 시장

수용성을 높이는 방안을 강구할 필요가 있다. 이를 위한 하나의 대안

요약 vii

으로 ‘연비 우수 차량에 대한 인센티브 제도’의 도입을 제안한다. 예

를 들면, 매년 국내에 판매된 승용차 중 고연비 상위 10대 모델을 선

정하고, 일정 기간 내에 이 모델을 구입하는 소비자에게 세제 혜택을

부여하는 방법이다. 이러한 방안은 자동차 제작․판매업체들로 하여

금 자사 모델의 시장점유율 확대를 위해 연비 개선에 더욱 노력하게

만드는 효과도 발생시킬 것이다.

본 연구의 결과는 충전인프라 확충 없이는 전기동력 자동차의 보급

및 상용화가 어렵다는 것을 시사하고 있다. 충전인프라에 대한 정부의

강력한 정책 지원이 이루어지지 않는다면, 향후 5~10년 내 전기동력

자동차를 상용화하는 것은 불가능할 것이다.

충전인프라 확충은 우선적으로 충전 시설에 대한 ‘접근성’을 보장하

도록 해야 한다. 특히, 전기차는 1회 충전시 주행거리가 짧기 때문에

충전시설을 쉽게 이용할 수 있도록 해야 할 것이다. 공동주택단지 외

에도 공공 주차장, 대형 상업시설 등 교통량이 많은 곳에 충전소를 설

치할 필요가 있다. 또한 전기차의 활용도를 높이기 위해 고속도로 휴

게소 등에도 충전시설을 갖추어야 한다. 이러한 ‘충전시설 접근성’은

30분 이내의 급속 충전 및 배터리 교환 등을 전제로 해야만 의미가

있다. 특히, 최근 논의되고 있는 ‘배터리교환 시스템’을 활용하는 것이

가장 효율적일 것이다. 이 방식을 적용하여 충전시간을 휘발유 주유시

간과 동등한 수준으로 줄일 수 있다면, 소비자들이 전기동력 자동차에

부여하는 화폐 가치가 급속충전 대비 400만 원 정도 상승하게 되어

차량 보급이 획기적으로 증가할 수 있을 것이다.

Abstract i

ABSTRACT

1. Research Purpose

The paradigm in the global automobile market is rapidly shifting

to eco-friendly vehicles as a result of the recent strengthening of

international environmental regulations on automobile exhaust gases,

increased possibility of depletion of crude oil, and continued high oil

prices. Globally, greenhouse gas emissions in the transportation

sector account for approximately 25% of the total. This is why a

couple of developed countries are strengthening regulations and

taking other measures to bring down greenhouse gas emissions in the

automobile sector. Consumers are demonstrating greater interest and

preference towards eco-friendly vehicles in tandem with increased

burden from fuel expenses, a result of a rise in oil prices.

Leading regulatory policies that were introduced by countries in

the automobile sector involve automakers’ average energy

consumption efficiency (average fuel economy) and restrictions on

average greenhouse gas emissions. The EU strengthened the average

CO2 emission target for newly registered passenger cars to 130g/㎞

by 2015. In May 2010, the US improved the average fuel economy

standard for newly registered passenger cars to 16.1㎞/ℓ and the

average CO2 emission standard to 140g/㎞ by 2016. In line with this

global trend, Korean government officially announced, in June 2011,

ii

a policy that strengthens the average fuel economy target to 17.0㎞/

ℓ and the average CO2 emission target to 140g/㎞ by 2015 for

newly sold passenger cars.

Such changes in the worldwide automobile market environment

have made the development of ‘green cars’, including electric

vehicle, a major topic in the global automobile industry. Major

developed countries have chosen green cars as a new growth driver

for achieving ‘green growth’. They are actively identifying what

types of green cars are suitable for their respective conditions,

developing relevant technologies, and providing subsidies and tax

support. Against the backdrop of this global mega-trend, Korean

government announced a ‘green car development roadmap’ at the

end of 2010. The roadmap includes the country's vision of becoming

one of the world's four strongest players in green car technology by

producing 1.2 million green cars by 2015. Also included is a plan to

make investments worth 3.1 trillion won from 2011 through 2015.

What is needed to achieve this ambitious policy goal is

investments for technology development as well as practical,

effective dissemination policies for ‘initial green car market’ creation.

Since 2009, the government has been providing tax support of up to

3.1 million won for hybrid vehicles. It is providing a subsidy of up

to 20 million won to public organizations that purchase electric

vehicles. The government has drawn up plans to offer tax benefits of

up to 4.2 million won to private consumers who purchase electric

Abstract iii

vehicles starting from 2012. To create the 'green car market', there is

a need to evaluate relevant policies from the perspective of market

acceptability and to give feedback on the evaluation results, thus

promoting policy improvements.

The purpose of this research is to evaluate major policy

instruments that are intended to build an initial market for

eco-friendly vehicles. The major policy instruments that will be

evaluated are tax support provided when vehicles are purchased, fuel

economy improvements, and establishment of a battery charging

infrastructure. The appropriateness of the present level of tax support

provided will be evaluated first, followed by prioritization of major

instruments from the perspective of policy effects. Based on analysis

results, this research will suggest a policy direction and alternatives

that can maximize policy effects.

2. Summary

This research adopted the conjoint method, which uses a structured

survey form, and the random utility model, which is for estimating a

consumers' indirect utility function. By adopting the abovementioned

method and model, an estimation was made on the monetary value

assigned by consumers to eco-friendly vehicles. The population of

the survey carried out for application of the conjoint method was

driver's license holders in the metropolitan area. A total 1,000 people

were extracted as samples based on proportional assignment by

iv

region, gender, and age. To assess consumer preferences, an online

survey was carried out by developing a survey program, while some

face-to-face interviews were conducted.

Survey responses and such random utility models as the nested

logit model were used to estimate consumers' indirect utility

function. In addition, consumers' additional WTP (Willingness to

Pay) was derived for main automobile attributes (fuel economy, car

price, etc.). Analysis results indicate that consumers' additional WTP

for automobile fuel is 3.74 million won for diesel, 5.33 million won

for plug-in hybrid, and 5.07 million won for electricity. In other

words, the respondents preferred diesel, plug-in hybrid (electricity

and gasoline), and electric vehicles over gasoline-powered vehicles.

It was found that consumers preferred cars that offer a high level

of fuel economy. Consumers were willing to pay an additional 780

thousand won to purchase a car if it meant higher fuel economy of

1㎞/ℓ. In contrast, consumer preferences for cars dropped with

longer time needed for refueling (charging), a rise in carbon

emissions, and a rise in the annual automobile tax. WTP for an

increase in refueling (charging) time by one minute was estimated at

-160 thousand won. This signifies that the same utility level can be

maintained only if there is a reduction in a car's price in case of a

rise in the refueling (charging) time. If a car's carbon emissions level

goes up by an additional 1g/㎞, the car's price should go down by

approximately 28 thousand won. Consumers recognized the discharge

Abstract v

of CO2, a global warming gas, as actual costs. In addition, it was

found that the same utility level can be maintained only if a car's

price is reduced by 260 thousand won in case of a rise in the annual

automobile tax by 10 thousand won.

WTP estimates for different automobile attributes were used to

estimate consumers' monetary value for leading models of

eco-friendly vehicles in comparison to a base model. The monetary

value of the ‘Sonata Hybrid’ against the ‘Sonata 2.0’, the base

model, was estimated at 5.33 million won. This means that

consumers are willing to pay 5.33 million won more than what they

would pay to purchase the base vehicle in order to purchase the

‘Sonata Hybrid’. Based on the assumption that battery charging can

be completed in 30 minutes, the relative value of the ‘Chevrolet

Volt’, a plug-in hybrid electric vehicle, compared to the base vehicle

was estimated at 27.07 million won and that of the ‘Nissan Leaf’, a

electric vehicle, was estimated at 34.68 million won. In case of a

charging time of an hour, which is 30 minutes longer, the relative

value of the ‘Chevrolet Volt’ was estimated at 22.35 million won

and that of the ‘Nissan Leaf’ was estimated at 29.96 million won,

thus indicating a drop in the value of approximately 5 million won.

In contrast, assuming that battery exchange can take place in just

five minutes through a ‘battery station’, the value of the ‘Chevrolet

Volt’ and ‘Nissan Leaf’ was estimated at 31.01 million won and

38.62 million won, respectively. This translates into a rise in value

vi

of approximately 4 million won in comparison to fast charging of 30

minutes. The relative value of the ‘Volkswagen Golf’, a clean diesel

vehicle, was estimated at 7.09 million won.

A comparison was made between the acceptable price and the

actual price of cars for each eco-friendly vehicle model in order to

assess the appropriateness of tax support policies. In case of hybrid

electric vehicle, the difference between the two prices was close to 0

at -370 thousand won. This leads to the conclusion that the amount

of tax support provided for market dissemination of hybrid electric

vehicles is at an appropriate level. This is confirmed by the fact that

a total 5,479 units of the ‘Sonata Hybrid’ and 3,986 units of Kia

Motors' ‘K5 Hybrid’ were sold from May through October in this

year.

The acceptable price for the ‘Nissan Leaf’ is around 60.56 million

won, including the maximum tax support amount (4.2 million won).

This is almost the same as the expected car price (60 million won).

Considering consumers' additional WTP, the level of tax support

provided by the government is not low and is appropriate for the

dissemination of electric vehicles with such specifications as those of

the ‘Nissan Leaf’. However, this is based on the assumption that a

trickle charging infrastructure is fully established. If the market price

of the ‘Chevrolet Volt’, a plug-in hybrid electric vehicle, is set at 60

million won, the difference between the acceptable price and the

market price will reach –8.0 million won, indicating the need for

Abstract vii

additional support for the dissemination of the vehicle. However,

there will be market acceptability if the market price of the

‘Chevrolet Volt’ is close to 50 million won. This evaluation on the

market acceptability of the ‘Chevrolet Volt’ is valid only when a

trickle charging infrastructure is fully established, as is the case with

electric vehicles. The acceptable price for the ‘Volkswagen Golf 2.0

TDI’ is around 33.5 million won, indicating a -3.5 million won

difference from the market price. As such, consideration should be

made for providing as much tax support for clean diesel vehicles as

hybrid electric vehicles in the short term.

An evaluation of the priorities of major policy instruments for

dissemination of eco-friendly vehicles indicates that fuel economy

improvements have the greatest policy effects, followed by a

reduction in the charging time.

3. Policy Implications

Tax support policies implemented in Korea for dissemination of

hybrid electric vehicles and electric vehicles seem to be appropriate,

but the level of support provided for plug-in hybrid electric vehicles

should be strengthened to the level of electric vehicles rather than

hybrid electric vehicles. A market acceptability evaluation of clean

diesel vehicles shows that consumers want to be compensated for

around 3.5 million won of the car price. As such, there is a need to

consider the provision of tax benefits for clean diesel vehicles that

viii

are as large as benefits given for hybrid electric vehicles. The fuel

economy of clean diesel vehicles is around 30% higher than that of

gasoline-powered vehicles with the same engine displacement. They

thus offer substantial energy-saving and greenhouse gas-reducing

effects. They also satisfy strict exhaust gas standards, leading to

greater national benefits compared to gasoline-powered vehicles.

An evaluation of major policy instruments indicated that fuel

economy improvements have the biggest effect on the dissemination

of eco-friendly vehicles. Fuel economy is an attribute that consumers

consider most important when purchasing a passenger car. Fuel

economy improvements are the most effective policy instrument for

increasing market acceptability of eco-friendly vehicles. As such, a

high policy priority should be placed on making fuel economy

improvements.

It is important for the Korean government to induce automakers to

develop more energy efficient vehicles by continually improving the

‘corporate average fuel economy’ regime, which is planned for

application in 2012. In addition to strengthening fuel economy

standards for automobile makers and sellers, the government should

devise measures that would enhance market acceptability of vehicles

that offer an outstanding fuel economy by making such vehicles

more attractive to consumers. As a measure, the adoption of an

‘incentive system for vehicles with outstanding fuel economy’ is

suggested. This involves choosing top ten models in terms of high

Abstract ix

fuel economy, from among passenger cars sold in Korea, every year

and providing tax benefits to consumers who purchase any one of

the models within a certain period. This would encourage automobile

makers and sellers to make increased efforts towards improving fuel

economy in order to increase the market share of their respective

models.

The results of this research indicate that dissemination and

commercialization of electric-powered vehicles will be difficult

without the establishment of a charging infrastructure. It will be to

impossible to commercialize electric-powered vehicles within the next

five to ten years without strong policies for the establishment of a

charging infrastructure.

The charging infrastructure should guarantee accessibility to

charging facilities. In particular, an electric vehicle cannot be driven

long distances with a single charge. This is why consumers should

be able to easily use charging facilities. There is a need to set up

charging stations at locations where there is a high volume of traffic,

such as public parking lots and large commercial facilities, in

addition to apartment complexes. Charging facilities should also be

built at expressway rest areas to increase use of electric vehicles.

‘Accessibility to charging facilities’ has meaning only when battery

exchange and fast charging within 30 minutes is ensured. What

would be most efficient is using the ‘battery exchange system’. If

the charging time is reduced to the level of gasoline refueling time

x

by applying this method, the monetary value that consumers assign

to electric-powered vehicles will go up around 4 million won

compared to fast charging, resulting in a considerable rise in the

dissemination of electric-powered vehicles.

차례 i

제목 차례

제1장 서론 ···························································································· 1

1. 연구 배경 및 필요성 ····································································· 1

2. 연구 목적 및 범위 ········································································· 4

제2장 친환경․고효율 자동차 시장 현황 ··································· 7

1. 친환경․고효율 자동차의 정의 및 특성 ······································ 7

2. 기술개발 및 보급 동향 ································································ 11

가. 하이브리드 자동차 ·································································· 12

나. 플러그인 하이브리드 자동차 ················································· 16

다. 전기 자동차 ············································································· 18

라. 수소 연료전지 자동차 ···························································· 21

마. 클린디젤 자동차 ····································································· 24

3. 국가별 기술개발 및 보급 지원 정책 ········································· 27

가. 미국 ·························································································· 28

나. 일본 ·························································································· 32

다. EU ···························································································· 35

라. 중국 ·························································································· 38

마. 우리나라 ·················································································· 39

바. 시사점 ······················································································ 44

4. 세계 그린카 시장 전망 ······························································ 45

ii

제3장 연구 방법론 ··········································································· 51

1. 컨조인트법 ···················································································· 51

가. 개요 ·························································································· 51

나. 주요 선행 연구 ······································································· 53

다. 컨조인트 분석을 위한 조사 설계 ········································· 59

2. 확률효용모형 ················································································ 71

가. 조건부로짓모형 ······································································· 71

나. 계층로짓모형 ··········································································· 75

제4장 소비자 선호 조사 ································································· 79

1. 조사사업 개요 ·············································································· 79

가. 설문 항목 및 구성 ································································· 79

나. 표본 설계와 설문조사 방법 ··················································· 83

2. 조사 결과 ······················································································ 87

가. 응답자 특성 ············································································· 87

나. 주요 조사 결과 ······································································· 90

다. 시사점 ···················································································· 105

제5장 친환경․고효율 자동차 가치 추정 ······························· 107

1. 모형 설정 ···················································································· 107

가. 기본 모형 ·············································································· 107

나. 확장 모형 ·············································································· 111

2. 모형 추정 ···················································································· 113

가. 기본 모형 ·············································································· 113

차례 iii

나. 확장 모형 ·············································································· 118

3. 친환경․고효율 자동차 가치 추정 ··········································· 124

가. 자동차 속성별 지불의사액 ··················································· 124

나. 자동차 대안별 소비자 가치 추정 ······································· 131

4. 정책 평가 및 제언 ····································································· 136

가. 정책 평가 ·············································································· 136

나. 정책 제언 ·············································································· 140

제6장 결론 ························································································ 145

참 고 문 헌 ······················································································ 151

부록1. 소비자 설문 조사표(A버전) ··········································· 157

부록2. 설문조사 주요 통계표 ····················································· 172

iv

표 차례

친환경․고효율 자동차 종류 ············································ 8

하이브리드차 기술개발 현황 ·········································· 13

플러그인 하이브리드차 기술개발 현황 ························· 17

전기차 기술개발 현황 ····················································· 19

수소 연료전지차 기술개발 현황 ···································· 21

주요 완성차 업체별 클린디젤차 기술개발 현황 ·········· 25

미국의 평균 연비 및 CO2 배출허용 기준 ···················· 31

미국 전기차 관련 지원정책 ············································ 32

일본 차세대 자동차 육성 6대 전략 ······························· 33

일본 정부의 승용차 차종별 보급목표 ························· 35

유럽 주요국별 하이브리드차 지원 정책 현황 ············ 37

그린카 발전 로드맵 주요 목표 ···································· 41

그린카 발전 로드맵 기대효과 ···································· 43

국가별 그린카 R&D 및 주요 보급 정책 ···················· 47

구입의향 차급별 선택대안 집합 ···································· 56

주요 선행 연구의 자동차 속성변수 비교 ····················· 62

속성 및 속성 수준 ·························································· 67

주요 조사 항목 ································································ 80

조사 개요 ········································································· 84

2010년도 수도권 운전면허증 소지자 현황 ··················· 84

2010년도 수도권 주민등록인구 현황 ···························· 85

모집단 현황 ······································································ 85

차례 v

지역․성․연령별 표본 할당 ·········································· 86

설문지 버전별 표본 할당 ··············································· 87

성별 및 연령 분포 ·························································· 88

컨조인트법 질문 응답 ··················································· 105

변수 설명 ····································································· 111

기본모형 추정 결과 (조건부로짓) ································ 114

기본모형 추정 결과 (계층로짓) ··································· 117

확장모형Ⅰ추정 결과 (조건부로짓) ······························ 119

수정된 확장모형Ⅰ추정 결과 (계층 및 조건부로짓) ····· 120

확장모형Ⅱ추정 결과 (계층 및 조건부로짓) ··············· 122

지불의사액 추정 결과 (기본모형) ································ 125

지불의사액 추정 결과 (확장모형Ⅰ) ···························· 128

지불의사액 추정 결과 (확장모형Ⅱ) ···························· 130

미국 5-cycle 측정 연비 ·············································· 132

모델별 우리나라 공인 연비 및 탄소 배출 ·············· 133

차종별 가치 추정을 위한 속성 수준 ························· 134

친환경․고효율 자동차 가치 추정 ····························· 135

친환경․고효율 자동차 시장수용성 평가 ·················· 138

정책 10% 강화에 따른 지불의사액 변화 ················· 139

vi

그림 차례

[그림 2-1] 차종별 CO2 배출량 비교 ················································ 9

[그림 2-2] 업체별 하이브리드차 시장 점유율 ······························· 14

[그림 2-3] 하이브리드차 보급 추이 및 전망 ································· 15

[그림 2-4] 플러그인 하이브리드차 보급 추이 및 전망 ················ 18

[그림 2-5] 전기 자동차 보급 전망 ················································· 20

[그림 2-6] 지역별 수소 연료전지 자동차 실증사업 현황 ············ 22

[그림 2-7] 수소 연료전지 자동차 보급 전망 ································· 23

[그림 2-8] 클린디젤 자동차 지역별 보급 동향 및 전망 ·············· 26

[그림 2-9] 미국의 평균 연비 및 CO2 배출 규제(승용차) ············ 30

[그림 2-10] 국내 그린카 보급 목표 ············································· 43

[그림 2-11] 국가별 그린카 보급 목표 ·········································· 46

[그림 2-12] PHEV & EV 연간 판매량 전망(IEA 블루맵 시나리오) ··· 49

[그림 2-13] 경량 자동차 연간 판매량 전망(IEA 블루맵 시나리오) ··· 49

[그림 3-1] 선택대안 집합 구성 사례 ·············································· 70

[그림 4-1] 친환경․고효율 자동차 설명 사례 ······························· 81

[그림 4-2] 구입 차량 크기 및 예산 질문 ······································ 82

[그림 4-3] 가구 소득 분포 ······························································ 88

[그림 4-4] 학력 분포 ······································································· 89

[그림 4-5] 운전경력 분포 ································································ 89

[그림 4-6] 운전하고 있는 자동차의 종류 ······································ 90

[그림 4-7] 소유 자동차의 주 용도 ················································· 91

[그림 4-8] 소유 자동차의 1개월 유류비 지출액 ··························· 92

차례 vii

[그림 4-9] 자동차 구입시 중요 고려 요소(1순위) ······················ 92

[그림 4-10] 자동차 구입시 중요 고려 요소(1+2+3순위) ·············· 93

[그림 4-11] 향후 5년간 수송용 연료 가격 상승 예상 ················· 94

[그림 4-12] 연료별 가격 상승 예상 차이 ······································ 95

[그림 4-13] 에너지절약 정책에 대한 인식 ···································· 96

[그림 4-14] 원자력발전 확대 정책에 대한 인식 ··························· 96

[그림 4-15] 친환경․고효율 자동차 보급 확대 정책에 대한 인식 ···· 97

[그림 4-16] 신재생에너지 보급 확대 정책에 대한 인식 ·············· 97

[그림 4-17] 에너지가격 상승 정책에 대한 인식 ··························· 98

[그림 4-18] 해외 에너지․자원 개발 정책에 대한 인식 ·············· 99

[그림 4-19] 하이브리드 자동차 인지도 ········································ 100

[그림 4-20] 플러그인 하이브리드 자동차 인지도 ······················· 100

[그림 4-21] 전기 자동차 인지도 ··················································· 101

[그림 4-22] 수소 연료전지 자동차 인지도 ·································· 101

[그림 4-23] 클린디젤 자동차 인지도 ··········································· 102

[그림 4-24] 압축천연가스 자동차 인지도 ···································· 102

[그림 4-25] 구입 자동차 크기 ······················································· 103

[그림 4-26] 자동차 구입 예산 ······················································· 104

[그림 5-1] 계층로짓모형의 선택 구조 ·········································· 116

제1장 서론 1

제1장 서론

1. 연구 배경 및 필요성

2010년 기준으로 우리나라의 에너지 수입의존도는 97%에 달하며,

전체 온실가스 배출량의 85%가 에너지의 연소로부터 발생한다. 국가

의 에너지안보 강화 및 온실가스 감축을 위해 에너지의 이용 효율을

높여야 할 당위성은 그 어느 나라보다도 크다. 우리 정부는 이에 ‘저

탄소 녹색성장’을 국가 비전으로 선포하였으며, 2020년 국가 온실가

스 감축목표를 ‘배출전망(BAU) 대비 30% 감축’으로 설정하고 에너지

효율 개선과 온실가스 감축을 본격화하고 있다. 특히 정부는 수송부문

의 에너지효율 개선을 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 수송부문은

최종에너지 소비의 약 20%를 차지하고 있으며, 온실가스 감축 잠재력

이 상대적으로 큰 것으로 평가되고 있기 때문이다.

최근 들어 자동차의 배출가스에 대한 국제적인 환경규제 강화, 석유

자원의 고갈 가능성 증대, 고유가 지속 등으로 세계 자동차시장의 패

러다임은 친환경․고효율 자동차로 급속하게 이행하고 있다. 세계적

으로 수송부문의 온실가스 배출량은 전체의 25% 수준에 이르고 있어,

각 국은 규제 강화 등을 통해 자동차부문의 온실가스 배출 감축을 적

극적으로 추진하고 있는 상황이다. 한편, 유가 상승으로 인한 연료비

부담 증가는 고효율 자동차에 대한 소비자들의 관심과 선호를 지속적

으로 높이는 요인이 되고 있다.

각 국의 대표적인 자동차부문 규제 정책은 자동차 제작업체의 평균

2

에너지소비효율(이하 평균연비)과 평균 온실가스 배출을 제한하는 것

이다. EU는 신규 등록 승용차를 대상으로 하는 2015년 평균 CO2 배

출 기준을 130g/㎞ 이하로 강화하였다. 미국도 신규 등록 승용차의

2016년 평균연비 기준을 16.1㎞/ℓ, 평균 CO2 배출 기준은 140g/㎞으

로 개선하는 법안을 2010년 5월 확정하였다. 미국의 경우 자동차 제

작자들은 평균연비 기준과 평균 CO2 배출 기준 둘 다를 충족시켜야

한다. 우리나라도 이러한 국제적인 추세를 따라 신규 판매 승용차의

2015년 평균연비 기준을 17.0㎞/ℓ, 평균 CO2 배출 기준은 140g/㎞으

로 강화하는 정책을 2011년 6월에 고시한 바 있다.1) 또한 2015년 이

후의 승용차 평균연비 및 온실가스 배출 기준을 마련하는 작업에 이

미 착수하였고, 온실가스를 많이 배출하는 중․대형 상용차량에 대한

연비제도 도입도 준비하고 있다.

이러한 대․내외 환경 변화로 전기 자동차 등 ‘그린카’의 개발이 세

계 자동차산업의 핵심 이슈로 떠오르고 있다. 주요 선진국들은 녹색성

장 달성을 위한 신성장 동력으로 그린카를 선택하고, 관련 산업을 육

성하는데 국력을 집중하고 있다. 정부의 발표에 의하면, 2020년 세계

자동차 시장규모는 2007년 대비 23.5%(신흥시장은 72.2%) 성장한

9,200만 대가 될 전망이다. 특히, 세계 그린카 시장은 연평균 11.3%

성장할 것이라는 전망도 나오고 있다. 이에 주요국은 시장 선점을 위

해 자국 현실에 맞는 그린카 주력차종 발굴과 기술개발, 보조금 및 세

제 지원 등을 적극적으로 시행하고 있다. 미국 연방정부는 2015년까

지 100만대의 전기자동차 보급을 목표로 하는 계획을 올해 2월 발표

1) 우리나라는 미국과 달리 자동차 제작(수입)업체가 두 기준 중 자신에게 유리한 하나의 기준을 선택하여 준수할 수 있도록 하고 있다. 이러한 특징 때문에 우리나라의 제도를 ‘선택적 단일 규제제도’라고 부른다.

제1장 서론 3

했으며, 일본은 ‘차세대 자동차전략’(2010년 4월) 수립을 통해 전기동

력 자동차에 사용되는 배터리 기술개발에 향후 5년간 210억 엔(2,900

억 원)을 지원할 예정이다. 독일도 2011년까지 배터리 등 기술개발 사

업에 5억 유로를 지원하고, 2020년 전기차 300만대, 연료전지차 50만

대 이상 보급을 목표로 하고 있다.

그동안 우리나라는 에너지절약과 온실가스 감축을 위해 그린카에

대한 기술개발 지원을 지속적으로 추진해 왔으나, 그린카 상용화 및

초기 시장 형성을 위한 종합적인 정책방안은 미흡한 실정이었다. 그러

나 최근 들어 국제적으로 그린카 산업 육성정책이 핵심 아젠다로 떠

오름에 따라 우리나라도 2010년 말 범정부 차원의 그린카 발전 로드

맵인 ‘세계 4강 도약을 위한 그린카산업 발전전략 및 과제’를 발표하

기에 이르렀다. 우리 정부는 이 정책을 통해 2015년까지 그린카 120

만대 생산을 통한 ‘글로벌 그린카 기술 4대 강국 달성’이라는 야심찬

비전을 제시하였다. 2011년까지 경량급 크로스오버 전기차를 개발하

고, 2014년까지는 중형 전기차 개발을 완료해 조기 생산체계를 구축

할 계획이다. 또한 플러그인 하이브리드차는 2012년, 연료전지차는

2015년, 클린디젤 중형차는 2011년 말, ‘Euro-6’ 기준을 만족하는 클

린디젤버스는 2015년에 양산할 방침이다. 정부는 이를 위해 2011년부

터 2015년까지 총 3조 1,000억 원을 투자한다는 계획을 제시하였다.

이러한 정책목표를 달성하기 위해서는 기술개발 투자뿐만 아니라

초기 시장 창출을 위한 현실성 있고 효과적인 보급 정책이 수반되어

야 한다. 주요 선진국들은 대부분 그린카 구입에 대한 보조금, 세제

지원 등 금전적인 지원정책을 채택하여 어느 정도의 성과를 얻고 있

는 것으로 판단된다. 우리 정부도 2009년부터 하이브리드차에 대해

4

최대 310만 원의 세제 지원을 실시하고 있으며, 공공기관이 전기 자

동차를 구입할 경우 최대 2,000만 원의 보조금을 지급하고 있다. 2012

년부터는 민간이 전기차를 구매할 경우에 대해서도 최대 420만 원의

세제 혜택을 부여할 계획이다.

그린카 보급정책을 추진함에 있어서 소비자들이 이들 차량에 대해

어떻게 생각하고 있으며, 시장의 수용성은 어느 정도인지에 대한 평가

가 선행되는 것이 바람직하다. 이러한 분석에 근거하여 정책의 내용과

수준을 결정한다면 그 효과를 극대화할 수 있기 때문이다. 그러나 사

후적으로 정책을 평가하고, 그 결과를 환류(feedback)함으로써 정책의

개선에 도움을 주는 것도 그에 못지않게 중요한 작업이라 할 수 있다.

그린카 시장 창출을 통해 에너지절약, 온실가스 감축, 자동차산업 경

쟁력 강화라는 정책 목적을 달성하기 위해서는 이러한 기능을 수행할

수 있는 다양한 연구들이 지속적으로 시도되어야 한다. 본 연구가 이

역할을 담당하는 시발점이 되기를 기대한다. 이는 본 연구를 착수하게

된 근본적인 이유이기도 하다.

2. 연구 목적 및 범위

본 연구의 목적은 친환경․고효율 자동차2)의 초기 시장 조성을 위

한 주요 정책수단을 평가하고, 그 결과에 따라 세부적인 정책 대안을

제시하는데 있다. 평가할 정책 수단은 차량 구입 시의 세제 지원, 연

비 개선, 충전 인프라 확충 등이다.

2) ｢환경친화적 자동차의 개발 및 보급촉진에 관한 법률｣에 정의되어 있는 환경친화적 자동차를 의미하며, 그린카와 동일한 개념이다. 구체적인 대상과 정의는 제2장에서 소개하기로 한다.

제1장 서론 5

이를 위해 먼저 설문조사를 실시하여 자동차의 주요 속성(연료 종

류, 연비, 차량가격 등)에 대해 소비자들이 부여하는 지불의사액

(WTP; Willingness-to-Pay)을 추정한다. 소비자들이 자동차의 속성들

에 대해 어느 정도의 화폐적 가치를 부여하는지를 알면, 이러한 속성

들의 결합체라 할 수 있는 친환경․고효율 자동차에 대한 종합적이고,

평균적인 가치를 도출할 수 있다. 이러한 작업을 거쳐 소비자들이 친

환경․고효율 차량 구입을 위해 지출할 수 있는 금액을 산출하고, 이

를 해당 차량의 시장가격 또는 판매 예상가격과 비교하면 이들 차량

의 초기 시장 창출을 위해 정부가 어느 정도의 금전적인 지원을 해야

하는지를 추정할 수 있다.

또한, 주요 정책 수단들을 강화했을 때, 친환경․고효율 자동차의

속성별 화폐가치 변화를 평가함으로써 정책수단의 우선순위를 식별하

고자 한다. 이를 바탕으로 정책 효과를 극대화할 수 있는 정책 방향

및 정책대안을 제시한다.

본 연구의 구성은 다음과 같다. 제2장에서는 친환경․고효율 자동

차의 정의와 주요 특성들을 소개하고, 자동차 기술별로 국제적인 기술

개발 및 시장 보급 동향을 알아본다. 다음으로 주요 선진국들은 친환

경․고효율 자동차 기술개발 및 보급 촉진을 위해 어떤 정책 수단들

을 채택하고 있는지를 우리나라와 비교 분석하고 시사점을 도출한다.

또한, 주요국의 관련 자동차 보급 목표와 IEA(International Energy

Agency)의 ‘블루맵 시나리오’를 통해 미래 친환경․고효율 자동차 시

장에 대한 모습을 조망해 보고자 한다.

제3장은 본 연구의 핵심 부분 중의 하나인 컨조인트 분석에 대한

설계와 본 연구에서 채택하고 있는 분석방법론을 중심으로 구성된다.

6

우선 컨조인트법에 대한 장단점, 적용 분야, 본 연구 적용의 타당성

등에 대해 서술하고, 이 방법론을 이용한 주요 선행 연구의 내용과 분

석 결과를 정리한다. 다음으로 본 연구의 컨조인트 조사 설계방법과

주요 속성변수(attributes) 선택 및 속성 수준(attribute levels) 설정 과

정에 대해서 상세히 설명한다.

제4장에서는 컨조인트 조사를 포함한 전체적인 소비자 선호 조사의

설문 항목 및 구성, 조사 진행방법을 설명하고, 주요 조사 결과들을

제시한다. 소비자 조사는 크게 ‘소비자들의 자동차 이용 및 에너지정

책에 대한 인식’, ‘친환경․고효율 자동차에 대한 인지도’ 및 ‘컨조인

트 분석을 위한 선호 자동차 선택’으로 구성되어 있다. 마지막으로 조

사 결과로부터 도출한 정책적 시사점을 정리한다.

제5장에서는 컨조인트법을 이용한 조사 결과와 확률효용모형을 사

용하여 자동차 속성에 대한 소비자의 추가 지불의사액(WTP)을 추정

하고, 주요 친환경․고효율 자동차 모델에 대한 화폐적 가치를 도출한

다. 이 결과를 바탕으로 세제 지원, 연비 개선 등 주요 친환경․고효

율 자동차 보급 정책에 대한 평가를 수행하고, 정책방향 및 대안을 도

출하고자 한다.

마지막으로 제6장에서는 연구 결과를 종합․정리하고, 결론을 도출

한다.

제2장 친환경․고효율자동차 시장 현황 7

제2장 친환경․고효율 자동차 시장 현황

1. 친환경․고효율 자동차의 정의 및 특성

친환경․고효율 자동차는 기존의 휘발유 엔진을 이용하는 자동차보다

배기가스나 이산화탄소 배출량이 적고 에너지소비효율(이하 연비)이

높은 차량을 의미한다. 본 연구에서는 이 용어를 범정부 차원에서 기

술개발과 보급을 추진하고 있는 ‘그린카’와 동일한 개념으로 사용한다.

그린카는 크게 ‘전력기반차’와 ‘엔진기반차’로 나눌 수 있다.3) 전력

기반차는 화석연료가 아닌 전기, 연료전지 등을 사용하여 직․간접적

으로 ‘고출력 전기 동력’을 생성하여 구동하는 자동차로서 전기 자동

차(EV; Electric Vehicle), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV; Plug-in

Hybrid Electric Vehicle), 하이브리드 자동차(HEV; Hybrid Electric

Vehicle), 연료전지 자동차(FCEV; Fuel Cell Electric Vehicle)로 구분

된다. 엔진기반차로는 Euro-5 이상의 기준을 만족하고 국제적인 온실

가스 규제에 대응할 수 있는 클린디젤 자동차(CDV; Clean Diesel

Vehicle)가 있다. 태양광 자동차와 천연가스 자동차도 개념상 그린카

에 포함되나, 정부는 현 단계의 그린카 범주에서 이들 차량을 제외하

였다. 태양광차는 에너지원 관련 부품 소재 등의 개발이 이루어지지

않아 향후 5년 이내에 시장 형성이 불가능하며, 천연가스차는 이미 개

발되어 시내버스로 보급이 이루어지고 있기 때문이다.

3) 그린카의 정의와 분류는 정부가 발표한 ‘세계 4강 도약을 위한 그린카 산업 발전전략 및 과제’(관계부처 합동, 2010.12.6.) 참조

8

종류 개념 및 특징

전기자동차(EV)

- 모터와 전기로만 구동되는 자동차로 운행 중에 배출가스가 전혀 발생하지 않는 무 공해차

- 충전 후 150㎞ 내외만 운행이 가능하므로 충전인프라 구축 및 배터리 성능 향상이 과제

플러그인 하이브리드차

(PHEV)

- 단거리에서는 전기로만 운행하다가 장거리를 운행할 경우 엔진을 구동하는 자동차

- 하이브리드차와 달리 배터리를 충전하기 때문에 충전인프라가 필요

하이브리드차(HEV)

- 엔진과 모터를 함께 사용하는 자동차로 구동 시 내연기관과 모터를 적절히 작동시켜 연비를 향상

- 전기주행은 5㎞ 내외로 가능하며, 배터리를 충전하지 않기 때문에 충전 인프라는 불필요

연료전지차(FCEV)

- 수소와 산소 반응으로 전기를 생산하여 모터를 구동하는 자동차로 그린카 중 가장 고가

- 수소 충전을 위해 충전 인프라가 필요하며, 향후 보급을 위해 고가인 부품가격 인하 필요

클린디젤차(CDV)

- Euro-5 기준 이상을 만족하고 CO2 배출 규제에 대응 가능한 초고효율 경유차

- 경유를 이용하기 때문에 별도의 충전 인프라는 필요치 않으며, 온실가스 배출량은 하이브리드차와 유사

친환경․고효율 자동차 종류

자료: 지식경제부․환경부․국토해양부․녹색성장위원회 보도자료(범정부 차원의 첫 그린카 발전 로드맵 발표), 2010.12.6.

본 연구에서는 정부의 그린카 분류를 따라 전기차, 플러그인 하이브

리드차, 하이브리드차, 클린디젤차를 연구 대상 친환경․고효율 자동

차로 정의하였다. 연료전지차는 높은 차량 가격으로 인해 가까운 시일

내에 상용화되기 어렵기 때문에 본 연구의 정책 평가 대상에서 제외

하였다.

하이브리드 자동차의 개념은 이미 1909년에 특허가 출원될 정도로

오래되었으나 최근 전기자동차 개발 과정에서 새롭게 조명되기 시작

제2장 친환경․고효율자동차 시장 현황 9

하였다. 하이브리드 자동차는 내연기관과 전기모터 두 종류의 동력을

조합․구동하여 연비를 높이는 것으로 알려져 있다. 특히 연료가 많이

이용되는 순간에 엔진 대신 전기모터를 작동시킴으로써 연료 사용뿐

만 아니라 배출가스도 줄이게 된다. 전기 모터 작동에 필요한 전기에

너지는 주로 엔진 구동력을 통해 얻어지고 일부는 회생제동장치로부

터 획득된다.

[그림 2-1] 차종별 CO2 배출량 비교

(단위: g-CO2/㎞)

자료: Hishshi Ishitani, 전국경제인연합회(2009) 재인용

하이브리드 자동차는 전기자동차의 가장 큰 결점으로 지적되고 있

는 1회 충전 시의 주행거리가 짧다는 점을 보완할 수 있으며, 향후 축

전지 기술이 향상되면 엔진 크기를 줄여 연비를 추가 향상시킬 수 있

다는 장점 때문에 전기자동차로 이행해가는 과도기에 유력한 대안의

하나로 평가되고 있다. 반면, 하이브리드차에는 100㎏ 이상의 전기모

10

터가 탑재되기 때문에 휘발유 자동차와 동일한 견인력을 갖지 못하며,

전기모터의 활용도가 낮을 경우 오히려 연비가 저하되고4), 차량가격

도 높다는 문제점이 있다.

전기자동차는 1980년대 들어 자동차의 배기가스로 의한 환경문제를

근본적으로 해결할 수 있는 대안으로 떠올랐으나, 축전지 기술의 한계

로 실용화가 미루어져 왔다.5) 그러나 1990년대 초반에 축전지 신기술

창출 가능성이 높아지면서 미국을 중심으로 급속하게 개발이 추진되

었고, 2000년대 후반 들어 리튬배터리 기술이 급성장하면서 전기자동

차에 대한 기대도 높아지고 있다. 현 시점에서 소형 전기자동차의 상

용화는 가능해졌으나, 기존 내연기관 자동차에 비해 아직 항속거리나

충전시간 등 성능 측면에서 단점이 많은 것이 사실이다. 하지만 플러

그인 하이브리드 자동차와 마찬가지로 수요가 낮은 심야시간에 전기

를 사용할 수 있다는 장점과 배터리기술의 발전에 따라 시장이 빠르

게 팽창할 가능성이 있다.

수소 연료전지차는 탱크에 저장해 놓은 수소와 산소의 전기화학적

결합으로 물과 동력(전기에너지)을 얻어 모터를 구동하는 자동차로 엄

밀한 의미에서는 전기 자동차의 일종이다. 전기 자동차와 마찬가지로

100% 전기모터의 힘으로 작동되지만, 연료전지로부터 전기에너지를

얻는다는 점에서 전기 자동차와 구별된다. 수소 연료전지차는 배기가

스를 전혀 배출하지 않기 때문에 가장 친환경적인 자동차라 할 수 있

4) 고속 주행시에는 하이브리드 차량의 장점인 ‘스톱 앤 고(stop and go)’에 따른 공회전 방지 및 회생 제동이 대폭 감소해 일반 차량보다 연비가 낮을 수도 있다.

5) 전기 자동차는 배터리와 전기모터의 동력만으로 구동하기 때문에 대기오염을 발생시키지 않고 소음도 거의 없다. 하지만 긴 거리를 주행하고, 빠른 속도를 내기 위해서는 배터리에 저장해야 할 전기량이 상당히 많아야 한다. 따라서 전기 자동차의 상용화 여부는 성능이 우수한 축전지의 개발에 달려 있다고 해도 과언이

아닐 정도로 축전지 기술의 중요성이 크다.

제2장 친환경․고효율자동차 시장 현황 11

다. 그러나 수소 추출 과정에서의 효율 저하, 자동차 개발에 소요되는

높은 비용, 수소의 대량 생산 및 저장방식과 관련된 기술적 장애요인

등으로 실용화까지는 상당한 시간이 필요할 전망이다.

클린디젤 자동차는 기존 디젤엔진에 신 연소 기술과 신 부품기술을

적용하여 연비 향상 및 CO2 배출 저감을 도모하고, 후처리 기술을 장

착하여 배기가스를 원천적으로 줄이는 자동차이다. 클린디젤차는 유

럽의 ‘Euro-6’ 등 강화된 배기가스 규제를 만족하고 있기 때문에 친환

경적이나, 다양한 신기술이 적용됨에 따라 기존 경유 차량보다 가격이

높다는 것이 단점이다.

2. 기술개발 및 보급 동향

세계 자동차 업계는 ‘고연비, 저배출’의 친환경․고효율 자동차(이

하 본 장에서는 그린카로 통칭) 시대로의 전환기를 맞아 새로운 시장

을 선점하기 위해 관련 기술 개발에 많은 투자와 노력을 기울이고 있

다. 각 기업들은 자사의 기술 노하우와 자국의 정책 환경에 따라 그린

카의 주 개발 분야를 달리 하고 있다. 예를 들어 도요타, 혼다 등 일본

계 기업들은 하이브리드차를 중심으로 개발 역량을 결집하고 있으며,

GM과 포드 등 미국계 기업들은 플러그인 하이브리드 차량에 초점을

맞추고 있다. 반면 폭스바겐과 다임러 같이 디젤 승용차량의 이용률이

높은 유럽 지역에 소재한 기업들은 디젤 하이브리드차와 클린디젤차를

중심으로 기술 개발을 추진하고 있다.

하이브리드 차량은 1997년 도요타의 ‘프리우스’가 출시된 이후 그린

카 분야 중 가장 먼저 상용화되었다. 플러그인 하이브리드차와 전기차

역시 2010년 말부터 북미와 일본 시장을 중심으로 본격적인 상용모델

12

인 ‘볼트’와 ‘리프’가 선보이며 상용화 단계에 접어들고 있다. 하이브리

드 및 전기차에 앞서 그린카의 교두보 역할을 할 것으로 기대되는 클린

디젤 차량은 유럽 시장을 중심으로 빠르게 보급이 확산되고 있다. 상용

화까지는 요원할 것만 같아 보이던 수소 연료전지 자동차도 기술 개발

속도에 탄력이 붙으며 상용화 시기가 앞당겨질 것으로 예상되고 있다.

이하 본 절에서는 그린카 분야별로 국제적인 기술개발 동향과 보급 현

황을 소개하도록 한다.

가. 하이브리드 자동차

1) 기술 동향

1997년 세계 최초의 상용 하이브리드차인 도요타의 ‘프리우스’가

출시된 이후 하이브리드차 시장은 일본 기업에 의해 지배되고 있다.

도요타는 지난 2009년 제3세대 프리우스를 출시하면서 하이브리드 자

동차 시장의 선도적 기업이라는 입지를 더욱 굳건히 하고 있다.

시장을 선점한 일본 업체에 이어 미국의 GM, 포드 등이 후발주자

로 하이브리드 시장에 참여하였으며 최근에는 독일의 다임러, 폭스바

겐 등 유럽 업체도 디젤 하이브리드차 개발을 통해 시장에 진입하면

서 경쟁이 가속화되는 양상을 보이고 있다.

우리나라는 현대자동차가 2009년 7월 국내 첫 양산형 하이브리드차

인 ‘아반떼 LPI’를 출시하였으며, 2011년에는 중형급 ‘소나타 하이브

리드’를 출시하였다. 우리나라의 하이브리드 차량 기술개발은 다른 나

라보다 다소 늦게 시작되었으나, 완성차 조립 노하우 등에 힘입어 현

대자동차의 하이브리드차 TRL(Technology Readiness Level)6)은 제품

제2장 친환경․고효율자동차 시장 현황 13

화 단계를 지나 사업화 단계인 최고 단계(9단계)에 진입한 것으로 평

가되고 있다. 특히 LPI 하이브리드 차는 LG화학의 리튬폴리머 배터

리를 탑재하였으며 모터, 인버터 등 주요 핵심 부품을 모두 국산화하

였다.

최근 세계 시장에 출시된 하이브리드 차량의 제원을 에 정

리하였다. 도요타의 제3세대 ‘프리우스’는 60㎾의 AC동기모터를 채택

하여 기존 모델보다 성능을 향상시켰다. 패러럴 방식인 혼다의

‘Insight’는 10㎾의 모터를 장착하였으며, 경량 모터와 인버터의 도입

으로 차량의 운동 성능과 연비가 대폭 향상되었다. 폭스바겐은 ‘Golf’

에 55㎾급 1.2L 디젤 엔진과 20㎾의 전동 모터를 장착한 컨셉카를 개

발하여 조기 양산을 준비 중이다.

차량/업체명

국가연비

(㎞/ℓ)최고속도

(㎞/h)최초

양산시기TRL단계

차량가격(백만원)

현재 양산시

Prius/TOYOTA 일본 38 180 1997년 9/9 32 24

Insight/Honda 일본 30 160 1999년 9/9 - 22

Escape Hybrid/Ford 미국 14.5 128 2004년 9/9 33 -

아반테 LPI/Hyundai 한국 17.8 188 2009년 9/9 22 19

S300 Blue HEV/Daimler 독일 12.6 250 2010년 6/9 - 140

하이브리드차 기술개발 현황

주: 차량가격은 2010년 기준자료: 제2차 그린카전략포럼 발표자료(HEV/PHEV 중심, 2010).

6) 미국 NASA에서 우주산업의 기술투자 위험도 관리 목적으로 1989년 도입한 기술성숙도 지표

14

2) 보급 현황 및 전망

2008년 기준으로 하이브리드차의 지역별 시장 점유율을 살펴보면

미국이 전체 시장의 63.2%를 차지하고 있으며 일본이 22.1%, 유럽이

14.7%의 비중을 보이고 있다.

그러나 2008년 기준 하이브리드차 시장의 브랜드별 점유율을 살펴

보면 일본계 기업인 도요타가 절대적 수준인 81.4%를 차지하고 있으

며 혼다가 10.4%로 2위를 달리고 있다. 2.5%의 시장 점유율을 보이

고 있는 닛산까지 포함하면 하이브리드차 시장의 약 95%를 일본 완

성차 업체들이 석권하고 있는 셈이다.

[그림 2-2] 업체별 하이브리드차 시장 점유율

자료: Fourin, 박훈․주대영․김경유․최용재․박광순(2009) 재인용

하이브리드차는 처음 출시되었던 1990년대 후반에는 높은 차량 가격,

성능의 한계, 소비자의 인식 부족 등으로 인해 보급이 느린 속도로 진행

되었다. 그러나 2000년대 중반 이후 각 국의 자동차 연비규제 강화, 고

제2장 친환경․고효율자동차 시장 현황 15

유가 지속, 소비자의 인식 전환 등으로 인해 수요가 증가하여 하이브리

드 차량은 상용화가 시작된 지 10여 년이 지난 시점에서 본격적인 보급

확산기를 맞이하고 있다. 하이브리드 차량은 글로벌 금융위기로 인해

세계적으로 자동차 판매가 감소하였던 2008년에도 각 국의 다양한 지

원정책에 힘입어 2.3%의 판매 증가율을 기록하였다(전국경제인연합

회, 2009).

세계 하이브리드차 판매량은 지난 2004년 16.6만 대에서 불과 3년

만인 2007년 51만 대로 3배 이상 성장하였으며, 2009년에는 75만 대

로 더욱 증가하였다. 향후 세계 하이브리드차 시장 규모는 전망기관별

로 다소 차이는 있으나 대체로 2020년 경 900만 대에 이를 것으로 예

측되고 있다.

[그림 2-3] 하이브리드차 보급 추이 및 전망

(단위: 만 대)

자료: 노무라연구소, 지식경제부․한국에너지기술평가원(2011) 재인용

16

나. 플러그인 하이브리드 자동차

1) 기술 동향

플러그인 하이브리드차는 하이브리드차 시장의 주도권을 일본 업체에

내준 미국 업체들이 전략적으로 기술개발에 집중하고 있는 분야이다.

GM은 지난 2010년 말부터 워싱턴을 비롯한 일부 주를 중심으로 주

행거리 증대시스템(Range Extender System)7)을 적용한 쉐보레 ‘볼트’

플러그인 하이브리드차를 판매하기 시작하였으며 2011년 말에는 미국

전역으로 판매를 확대할 예정이다. ‘볼트’는 1회 완속 충전으로 최대

610㎞ 이상 연속 주행할 수 있다. 처음 56㎞까지는 LG화학의 리튬폴

리머 배터리에 의해 구동되며, 배터리가 방전되는 즉시 엔진 시스템을

가동하여 추가로 554㎞를 주행할 수 있다.

세계 최초의 플러그인 하이브리드차는 의외로 완성차 업체가 아닌

중국의 이차전지 개발 업체인 BYD사에서 2008년에 출시하였다.

BYD사의 ‘F3DM’은 가격이 약 15만 위안으로 GM의 ‘볼트’보다 매

우 저렴한 것이 특징이다. 도요타는 하이브리드차의 대명사인 ‘프리우

스’의 플러그인 모델인 제4세대 프리우스를 2012년 선보일 예정이다.

볼보는 2007년에 ‘Volvo C30’을 기본으로 한 플러그인 하이브리드

차량을 선보였다. 이 모델은 최대충전 시 52.6㎞/ℓ의 연비로 150㎞를

주행할 수 있는 것으로 알려져 있다.

우리나라 현대자동차는 2009년 서울모터쇼에서 양산형 플러그인 하

이브리드 차량인 ‘블루윌’을 공개하였다. 2013년 양산을 목표로 한

7) Range Extender System이란 일반 하이브리드 차량보다 전기모터의 역할을 확대하여(모터가 주(主), 엔진이 종(從)의 역할 담당) 전기 구동에 의한 주행 거리를 혁신적으로 높인 기술을 의미한다.

제2장 친환경․고효율자동차 시장 현황 17

‘블루윌’은 전기모터만으로 64㎞를 주행할 수 있어 쉐보레 ‘볼트’ 급

의 성능을 보여 줄 것으로 기대되고 있다.

차량/업체명

국가1충전

전기주행거리(km)

최고속도(km/h)

최초 양산시기

TRL단계

차량가격(백만 원)

현재 양산시

VOLT/GM 미국 64 161 2010년 6/9 40* -

F3DM/BYD 중국 100 150 2008년 9/9 23 25

플러그인 하이브리드차 기술개발 현황

주: * 2011년 미국 판매가격 기준자료: 제2차 그린카전략포럼 발표자료(HEV/PHEV 중심, 2010)를 바탕으로 업데이트

2) 보급 현황 및 전망

이제 막 시장에 출시된 플러그인 하이브리드차는 아직 본격적인 시

장 형성기에 이르지 못하였다. 그러나 전기차와 수소 연료전지 자동차

의 상용화 시기가 도래하기 전까지, 플러그인 하이브리드차는 클린디젤

차와 함께 기존의 하이브리드차를 대체하며 그린카 시장을 주도할 것

으로 전망된다. 일본의 하이테크 기술 조사전문 컨설팅업체인 HIEDGE

에 의하면 플러그인 하이브리드차 보급은 2015년에 30만 대에 이를

것으로 전망된다.

18

0 

50,000 

100,000 

150,000 

200,000 

250,000 

300,000 

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

200  6,000 15,000 

37,000 

75,500 

142,000 

191,000 

300,000 

[그림 2-4] 플러그인 하이브리드차 보급 추이 및 전망

(단위: 대)

자료: HIEDGE, 제2차 그린카전략포럼 발표자료(HEV/PHEV 중심, 2010) 재인용

다. 전기 자동차

1) 기술 동향

2009년 6월 세계 최초의 양산형 전기차인 미쓰비시의 ‘아이미

브’(i-MiEV)가 일본 시장에 시판되었다. ‘아이미브’는 180Nm의 토크

와 47㎾의 출력으로 시속 130㎞ 이상의 속도로 주행할 수 있다. 완속

충전된 배터리로 한번에 140~160㎞ 주행이 가능하며 배터리 충전에

는 7시간이 걸린다. 배터리는 재충전이 가능한 리튬이온을 사용한다.

2011년 4월에는 닛산의 ‘리프(Leaf)’가 미국 일부 주와 일본 및 유

럽시장에서 판매되기 시작하였다. ‘리프’는 1회 충전으로 160㎞ 이상

을 주행할 수 있다. 배터리는 급속충전을 이용하면 30분 만에 80%까

지 충전할 수 있으며, 완속으로 충전하면 8시간이 걸린다. 2006년 7월

제2장 친환경․고효율자동차 시장 현황 19

에 처음으로 공개된 미국 테슬러 사의 ‘Roadster’는 1회 충전으로 최대

480㎞를 갈 수 있으며, 최고속도는 무려 209㎞에 이른다고 한다.

차량/업체명

국가1충전주행거리(km)

최고속도(km/h)

최초 양산시기

TRL단계

차량가격(백만원)

현재 양산시

Roadster/Tesla 미국 260~480 209 - 8/9 77 67

I-MiEV/미쯔비시

일본 140~160 130 2009 9/9 55 30

LEAF/닛산

일본 160 150 2011 9/9 36*

E6/BYD 중국 400 160 - 7/9 44 -

블루온(i-10)/현대자동차

한국 130 130 - 7/9 - -

전기차 기술개발 현황

주: * 2011년 미국 판매가 기준자료: 제2차 그린카전략포럼 발표자료(EV 총괄, 2010)를 기준으로 업데이트

우리나라 현대자동차는 2010년 소형전기차인 ‘블루온(i-10)’을 개

발․출시하였다. 210Nm의 토크와 61㎾의 출력을 보유하고 있으며 주

행거리와 최고속도는 이미 시장에 출시된 ‘아이미브’와 동일한 수준이

다. 현대자동차는 2012년 말까지 총 2,500대를 양산할 계획이다.

2) 보급 현황 및 전망

전기차 시장은 2015년을 기점으로 본격적으로 형성되어 갈 것으로

전망되고 있다. 일본과 미국은 각각 하이브리드차와 플러그인 하이브

리드차, 유럽은 클린디젤차 등을 위주로 개발을 진행해 왔으나, 최근

20

에는 전기차에 대한 기술 개발도 본격화하고 있다. 장기적으로 그린카

시장은 전기 자동차와 수소 연료전지 자동차의 양 체제로 재편되어

갈 것으로 전망된다. 우리나라는 2010년 말부터 서울시 남산 순환노

선에서 한국화이바․현대중공업이 개발한 전기버스를 운행 중이다.

대형 전기버스의 상용 운행은 세계 최초로 진행되는 것으로서 소형차

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